میلیون ها سال قبل، باقیمانده‌های گیاهان و جانوران فاسد شدند و در لایه‌های ضخیم شکل گرفتند. اینماده فاسد شده از گیاهان و جانوران ماده آلی نامیده میشود که روزگاری زنده بودند. در طول زمان، گل و خاک به سنگریزه تغییر ماهیت می‌یابند و ماده آلی را پوشانده و در زیر سنگ محبوس می‌کند. حرارت و فشار بعضی از این مواد آلی را به ذغال و برخی دیگر را به نفت و برخی را به گاز طبیعی تبدیل می‌کند. محصول اصلی گاز طبیعی بصورت متان است که گازی متشکل از یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن است.
گاز طبیعی دارای تاریخی چند هزار ساله‌است. تقریباً در سال ۹۴۰ قبل از میلاد، مردمان سرزمین چین با استفاده از نی‌های تو خالی گاز طبیعی را از محل آن در خشکی به ساحل رسانده و از آن برای جوشاندن آب دریا و استحصال نمک استفاده می‌کردند. برخی از صاحب‌نظران اعتقاد دارند که چینی‌ها چاه‌های گاز را حتی تا عمق ۶۰۰ متری نیز حفر می‌کردند. همچنین حفر چاه‌های گاز در ژاپن در حدود سال ۶۰۰ قبل از میلاد گزارش شده‌است. سایر تمدن‌های باستانی نیز خروج گاز از زمین را متوجه شده و دریافته بودند که قابل اشتعال است و می‌سوزد. لذا معابدی برای محصور نگه داشتن این «شعله‌های جاودان» پر رمز و راز که بازدیدکنندگان به دیده احترام به آنها می‌نگریستند بنا شد. گزارش‌های مختلفی از ستون‌های آتش و آبی جوشان و سحرآمیز که مانند روغن شعله‌ور می‌شد به ثبت رسیده‌است. اما اهمیت گاز طبیعی به عنوان سوخت مورد استفاده در زندگی بشر از اوایل دهه ۱۹۳۰ آغاز شد. در اواخر قرن بیستم مشخص شد که گاز طبیعی در بخش اعظم جهان صنعتی به یک منبع انرژی بسیار ضروری و حیاتی مبدل شده‌است. زغال‌سنگ در قرن نوزدهم انقلاب صنعتی را سبب شد و نفت خام که سوخت قرن بیستم بود باعث توسعه اقتصادی در جهان شد.
گاز طبیعی چگونه کشف شد؟
قرن ها پیش روزی چوپانی در دلفی ( منطقه ای در یونان قدیم ) متوجه شد که چیزی از زمین خارج می شود که بر اثر آن گوسفندان کارهای عجیب می کردند و مردم نیز تحت تاثیر آن گیج و بیمار شده بودند .
یونانیان می پنداشتند که این روح یکی از خدایان است که ظاهر شده و در آن حوالی معبدی را بنا نهادند . اما آن روح چیزی جز گاز طبیعی نبود .
انواع گاز
امروزه سه نوع گاز عمده را می شناسیم : 1- گاز طبیعی 2- گاز ذغال سنگ 3- گاز آب
گاز طبیعی
منابع گازهای طبیعی در بسیاری از نقاط جهان یافت می شود . در این سرزمین ها بر اثر دگرگونی هایی که در پوسته ی زمین رخ داده ، گاز تراکم یافته است .
گاز طبیعی را با لوله کشی مهار کرده و از مسافت های دور به شهر ها می آورند تا در مصارف گوناگون شهری یا کارخانجات مختلف مانند فولاد سازی و ذوب فلزات و تامین روشنایی و نیرو مورد استفاده قرار گیرد .
گاز ذغال
گاز ذغال از پودر زغال سنگ به دست می آورند که در کوره های بزرگ و در بسته ای که راه ورود هوا ندارند ف حرارت داده می شوند .
وقتی دما در این کوره ها به حد معینی رسید ذغال به حالت خمیری در می آید و گازی از خود آزاد می کند . این گاز را توسط لوله از کوره خارج کرده و آن را در ظرفی جمع آوری می کنند و بعد از جداسازی مواد زائد و تصویه کامل آن توسط لوله هایی به انبار گاز منتقل می شود . انبار گاز به وسیله ی لوله کشی به خانه های مردم و کارخانه ها متصل می شود و یا گاز را درون کپسول های مخصوص کرده و به فروش می رسانند .
قطران ذغال
قطران که ماده ای سیاه و غلیظ است ، پس از جدا کردن گاز از ذغال سنگ باقی می ماند و دارای فراورده های فرعی ارزنده ای است . این فراورده ها را از قیر جدا کرده و در عطر سازی ، دارو و انواع روغن ها به کار می برند .
ماده ای که در کوره های گازی به جا می ماند کُک نام دارد .
البته امروزه برای مصرف روشنایی کمتر از گاز استفاده می شود و بیش از 80 درصد از گاز برای ایجاد حرارت در پخت و پز و تولید گرما در خانه و کارخانه ها و یا در اتومبیل ها مورد استفاده قرار می گیرد .
هیدروکربنهای گازی متعلق به سری نفتهای پارافینی
گاز های خشک (Dry Gases)
این گازها حاوی مقدارزیادی متان می‌باشند (64 الی 96 درصد) و این گازها به سختی تبدیل به مایع می‌شوند. در کانسارهای زغال سنگ و مناطق مردابی نیز گازهای خشک بوفور یافت می‌شوند که قسمت عمده آنها از متان بوجود آمده است. گاز متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیرزمینی قابل تراکم نیست. بنابراین همیشه بصورت گاز در کان‌سارها وجود دارد و فقط در نتیجه فشارهای زیاد می‌تواند در نفت حل شود.
گاز های مرطوب (Wet Gases)
این گازها تقریبا به سهولت می‌توانند به مایع تبدیل شوند و دارای مقدار زیادی از پارافین‌های ردیف بالا مانند اتان ، پروپان ، هگزان و هپتان می‌باشند. این گازها را میتوان تحت فشار و حرارت زیاد به مایع تبدیل کرد. لذا نسبت به شرایطی که در کانسار حاکم است، این گازها به شکل فاز مایع یا فاز بخار در آنجا وجود دارند.
لایه‌های مخازن نفت و گاز
گازهای طبیعی در کانسارهای نفت
بنابر آنچه گذشت، گازهای طبیعی ممکن است همراه با نفت و یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهند که هر دو نوع آن ، از نظر اقتصادی خیلی با ارزش می‌باشد. در کانسارهای نفت ، امکان دارد که گازهای طبیعی به حالتهای مختلف دیده شوند. غالبا این گازها قسمت فوقانی منابع را اشغال کرده ، چون وزن مخصوص کمتری دارند، در نتیجه یا بر روی نفت و یا بر روی آب قرار دارند. ولی بعضی اوقات در کانسارهای نفت حاوی گاز ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازها به صورت محلول قرار میگیرد که نسبت آن وابسته به اختصاصات فیزیکی نفت و گاز و همچنین حرارت و فشار منبع یا مخزن است.
گاهی ممکن است دریک مخزن ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازهای طبیعی محلول در آب باشند. در اعماق بیش از دو هزار متری نیز ، تحت شرایط فشار و حرارت زیاد ، گازهای مخلوط در نفت از نظر فیزیکی غیر قابل تشخیص می‌باشند.
گازهای ترش و شیرین
گازهایی که دارای CO2 و گوگرد هستند، به نام گازهای ترش و گازهای دارای گوگرد کمتر را گازهای شیرین گویند.
کانسارهای گازهای طبیعی
گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار می‌دهند. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند و درصورت رسیدن به درجه اشباع ، تجزیه شده ، در قسمت‌های بالای افق‌های نفتی به شکل گنبدهای گازی قرار می‌گیرند.
مهار گازهای طبیعی
اگرچه هنگام استخراج نفت ، سعی میشود برای نگهداری انرژی کانسار از استخراج آن جلوگیری شود، باز این گاز حل شده در نفت در هنگام استخراج به همراه آن خارج می‌شوند. درسالهای گذشته این گازها را آتش می‌زدند. ولی امروزه از آنها به عنوان مواد خام شیمیایی و ماده سوختنی با ارزش استفاده می‌کنند.
ترکیب گازهای طبیعی
دربعضی جاها ، گاز های زیرزمینی دارای نیتروژن بیشتر (کانزاس) یا CO2 بیشتر (مجارستان ، کلرادو) درخود هستند. بخشی از CO2 ، از محصولات تشکیلات نفتی و بخشی نیز با منشاء آتشفشانی بوجود می‌آید. مقدار جزئی هیدروژن نیز در اکثر مواقع پیدا شده است. گازهای ازت‌دار می‌توانند تا 2.5 درصد حجمی هلیوم داشته باشند (مانند ایالات متحده امریکا). از شکسته شدن عناصر رادیواکتیو درون سنگهای ساحلی هلیوم بوجود می‌آید. گازهای دارای سنگ مخزن کربناته ، دارای مقدار زیادی H2S هستند.
رسیدن گاز های طبیعی به سطح زمین
بیرون آمدن گازهای طبیعی زیرزمینی به سطح زمین ، همانند بروز نفت به سطح زمین ، از پدیده‌های مهم بوده ، توسط میزان بیرون آمدن گازطبیعی میتوان در مورد پتانسیل کانسارهای هیدروکربنی ، اطلاعات با ارزش و مهمی بدست آورد. ولی تشخیص و تفکیک این گازها خیلی ساده نیست تا بدانیم آیا این گاز مربوط به گاز مردابی یا گاز زغال سنگ و یا گاز مربوط به نفت است. از وجود هیدروکربنهای ردیف بالا ، میتوان گفت که این گاز از نوع زیرزمینی است.